Оптическая индикатриса минералов низших сингоний

Построение оптической индикатрисы минералов низших сингоний рассмотрим на кристалле ромбической сингонии, представляющем комбинацию трех пинакоидов. Как известно, кристаллы низших сингоний характеризуются неоднородностью внутренней структуры по всем трем направлениям a_x≠b_y≠c_z. Естественные лучи во всех направлениях, проходя через кристалл, испытывает поляризацию и двойное лучепреломление. Причем они в различных направлениях распространяются с различными скоростями, т.е. оба луча, колеблющиеся во взаимно перпендикулярных плоскостях, представляют необыкновенные волны. Если на гранях комбинации пинакоидов по величине показателей преломления построить фигуру, то получается три эллипса с тремя различными осями. Если их мысленно соединить, то получится поверхность в виде трехосного эллипсоида с тремя неравными взаимно перпендикулярными осями, соответствующими главным показателям преломления n_g, n_m и n_p (рисунок 1.12).

В отличие от двуосного в трехосном эллипсоиде имеем три главных сечения: n_g-n_p, n_g-n_m и n_m-n_p, которые между собой взаимно перпендикулярны. Геометрия трехосного эллипсоида предопределяет наличие симметрично расположенных двух круговых сечений, радиусы-векторы которых равны среднему показателю преломления n_m. Перпендикулярно к круговым сечениям располагаются оптические оси кристалла, при прохождении вдоль которых лучи не испытывают двупреломления. Оптические оси лежат в плоскости n_g-n_p – плоскости оптических осей. Острый угол между оптическими осями есть угол оптических осей, обозначается 2V. Оси n_g и n_pявляются биссектрисами этих углов. Если ось n_g – биссектриса острого угла, то кристалл считается оптически положительным и при этом двупреломлениеn_g-n_m>n_m-n_p, так как чем острее становится угол, тем n_m приближается к n_p. Если ось n_p – биссектриса острого угла, то кристалл считается отрицательным и n_g-n_m<n_m-n_p, так как при этом n_m приближается к n_g. Эти параметры: как величина двупреломления в различных направлениях, угол оптических осей и оптический знак, являются характерными оптическими константами минералов низших сингоний и широко используются при их определении в шлифах под микроскопом.

Рисунок 1.12 - Принцип построения оптической индикатрисы минералов низших сингоний: 1 – возможные направления колебания волн для лучей, идущих перпендикулярно к различным граням ромбического кристалла;

2 – оптическая индикатриса двухосного кристалла

+ - положительная ¾ - отрицательная

В шлифах имеются различные сечения минералов. Для того, чтобы понять оптические свойства минерала в этих сечениях, необходимо знание правила оптической индикатрисы, предложенного российским петрографом В.Н.Лодочниковым. Сущность правила заключается в следующем: «Оптические свойства минерала в наблюдаемом разрезе характеризуются центральным сечением индикатрисы, перпендикулярным к направлению светового луча». Здесь говорится о центральном сечении, так как в параллельных сечениях кристалла все свойства одинаковы, и, следовательно, любую точку кристалла можно принимать за центр индикатрисы. Зная форму индикатрисы, легко разобраться в оптических свойствах разных сечений минерала.

Если световой луч S₁ идет вдоль оптической оси, то встречает на своем пути изотропное (круговое) сечение индикатрисы, где отсутствует двойное лучепреломление, т.е. минерал проявляет себя как изотропный (рисунок 1.13). Если луч S₂ идет перпендикулярно оптической оси, то встречает эллиптическое сечение индикатрисы, оси симметрии которого являются единственными направлениями, пропускающими колебания световых волн, а величины полуосей пропорциональны показателям преломления для данного направления. В этом сечении наблюдается максимальное двупреломление минерала. Все косые разрезы характеризуются эллиптическими сечениями; причем для минералов средних сингоний в таких разрезах один показатель преломления имеет всегда постоянное значение n₀, а другое – переменное значение n_e^/. Для минералов низших сингоний оба радиус-вектора случайного сечения имеют переменные значения и обозначаются n_g^/n_p^/ (рис.1.13).

Рисунок 1.13 – Правило индикатрисы

Дата добавления: 2015-08-02